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철강 구조물은 산업 건물, 창고, 교량, 상업 시설, 인프라 프로젝트 및 대규모 건설에 널리 사용됩니다. 주요 장점으로는 고강도, 탁월한 하중 지지력, 유연한 설계, 빠른 설치 및 긴 서비스 수명 등이 있습니다.
그러나 강철 구조물의 성능과 안전성은 제작 품질에 크게 좌우됩니다. 모든 제조 단계 중에서 절단, 용접, 조립은 가장 중요한 세 가지 공정입니다. 치수 오류, 용접 결함 또는 조립 편차는 완성된 건물의 구조적 정확성, 설치 효율성 및 장기적인 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.
이 기사에서는 강철 구조 절단, 용접 및 조립에 대한 표준화된 절차를 설명하고 준비, 작동, 검사 및 품질 관리 요구 사항을 다룹니다.
절단은 강철 구조물 제작의 첫 번째 주요 단계 중 하나입니다. 그 목적은 승인된 도면에 따라 강판, 단면 및 기타 재료를 필요한 치수와 모양으로 절단하는 것입니다.
정확한 절단은 드릴링, 베벨링, 용접, 조립 및 최종 설치를 위한 안정적인 기반을 제공합니다.
절단을 시작하기 전에 모든 강재를 검사하고 검증해야 합니다.
검사에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.
철강 등급 및 재질 사양
플레이트 또는 단면 두께
히트 번호 및 배치 번호
재료 인증서
표면상태
치수 정확도
눈에 보이는 변형 또는 손상
강철은 승인된 설계 도면, 재료 사양 및 해당 프로젝트 표준을 준수해야 합니다.
또한 표면에 과도한 부식, 균열, 적층, 변형, 깊은 긁힘 또는 기타 결함이 있는지 확인해야 합니다. 사소한 표면 결함은 승인된 연삭 방법으로 수리할 수 있지만, 심각한 결함이 있는 재료는 사용하기 전에 격리하고 평가해야 합니다.
재료 검사 후 제작 도면에 따라 절단 레이아웃이 준비됩니다. 절단선, 구멍 위치, 중심선, 베벨 위치, 기준점 및 부품 식별 표시가 명확하게 표시되어야 합니다.
절단 레이아웃을 준비할 때 제작팀은 다음을 고려해야 합니다.
절단 여유
가공 여유
용접수축
열변형
가장자리 준비 요구 사항
자재 활용
정확한 네스팅 및 레이아웃 계획은 자재 낭비를 줄이고 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
절단 방법은 강철 등급, 판 두께, 부품 모양, 필요한 정확도 및 모서리 품질 요구 사항에 따라 선택해야 합니다.
일반적인 강철 절단 방법은 다음과 같습니다.
화염 절단은 탄소강판, 특히 중간 두께 및 무거운 강판에 널리 사용됩니다.
작업 중에는 가스 압력, 절단 속도, 화염 상태, 절단 방향이 안정적으로 유지되어야 합니다. 매개변수가 잘못되면 과도한 슬래그, 거친 가장자리, 고르지 못한 절단 또는 과도한 열 변형이 발생할 수 있습니다.
플라즈마 절단은 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 및 기타 전도성 금속에 적합합니다. 상대적으로 높은 절단 속도를 제공하며 광범위한 판 두께에 대해 정확한 프로파일을 생성할 수 있습니다.
작업자를 보호하고 안전한 생산 환경을 유지하려면 플라즈마 절단 중에 적절한 환기 및 연기 추출 시스템을 사용해야 합니다.
레이저 절단은 일반적으로 높은 치수 정확도, 좁은 절폭 및 부드러운 절단 모서리가 요구되는 얇고 중간 두께의 강판에 선택됩니다.
특히 제작 허용 오차가 엄격한 복잡한 프로파일, 소형 구성 요소 및 프로젝트에 적합합니다.
CNC 절단 시스템은 화염, 플라즈마 또는 레이저 기술을 사용할 수 있습니다. 절단 경로는 프로그래밍된 제작 데이터에 의해 제어되므로 일관된 정확도와 높은 생산 효율성으로 복잡한 형상을 생산할 수 있습니다.
생산 전에 프로그램, 절단 순서, 기계 보정 및 재료 위치를 주의 깊게 확인해야 합니다.
절단 장비는 사용하기 전에 검사하고 보정해야 합니다. 작업자는 장비가 제대로 작동하는지, 절단 프로그램이 승인된 제작 도면과 일치하는지 확인해야 합니다.
절단하는 동안 작업자는 다음을 모니터링해야 합니다.
절단 속도
가스 압력 또는 전력 설정
최첨단 조건
판의 움직임
열변형
절단 경로 정확도
장비 경보 또는 중단
가능한 경우 열 집중과 플레이트 왜곡을 줄이기 위해 절단을 대칭으로 배열해야 합니다.
갑작스러운 정지, 불안정한 절단 속도, 잘못된 장비 설정 또는 동일한 부위에 반복적인 가열을 피해야 합니다.
절단 후 부품의 치수 정확도와 모서리 품질을 확인해야 합니다.
검사에는 다음이 포함될 수 있습니다.
전체 길이와 너비
대각선 치수
구멍 및 슬롯 위치
베벨 치수
최첨단 직진도
모서리 직각도
표면 거칠기
국부적 변형
절단면은 매끄러워야 하며 과도한 버, 슬래그, 깊은 홈, 균열 또는 눈에 보이는 손상이 없어야 합니다.
작은 버와 슬래그는 앵글 그라인더나 기타 승인된 도구를 사용하여 제거할 수 있습니다. 허용된 치수 공차를 초과하는 구성 요소는 품질 관리 절차에 따라 수정, 재절단 또는 거부되어야 합니다.
검사 후 각 구성 요소에는 부품 번호, 프로젝트 번호, 방향 및 어셈블리 참조가 명확하게 표시되어야 합니다. 그런 다음 혼동, 손상, 변형 또는 부식을 방지하기 위해 구성 요소를 적절하게 분류하고 보관해야 합니다.
용접은 개별 강철 부품을 기둥, 보, 트러스, 프레임, 브래킷 및 조립 단면과 같은 구조 구성 요소에 연결합니다.
용접 품질은 완성된 강철 구조물의 하중 지지력과 구조적 안전성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 자격을 갖춘 인력이 승인된 절차에 따라 용접을 수행해야 합니다.
용접을 시작하기 전에 다음 사항에 따라 용접 재료를 선택해야 합니다.
모재 등급
강철 두께
조인트형
용접 위치
디자인 요구 사항
필요한 기계적 성질
적용 가능한 용접 표준
용접 전극, 와이어, 플럭스 및 보호 가스는 유효한 품질 문서를 갖추어야 하며 통제된 조건에서 보관되어야 합니다.
건조 또는 온도 조절 보관이 필요한 소모품은 제조업체의 지침과 승인된 용접 절차 사양(WPS)에 따라 취급해야 합니다.
용접 부위는 깨끗하고 다음 물질이 없어야 합니다.
녹
기름
유지
수분
페인트
밀 스케일
흙
기타 오염물질
조인트 근처의 오염으로 인해 다공성, 균열, 융합 부족 또는 기타 용접 결함이 발생할 수 있습니다.
접합 준비는 승인된 도면 및 WPS와 일치해야 합니다. 일반적인 그루브 유형은 다음과 같습니다.
단일 V 홈
이중 V 홈
U 홈
베벨 홈
사각 홈
홈 각도, 루트 개구부, 루트 면, 정렬 및 지지대 배열은 승인된 용접 절차를 준수해야 합니다.
용접하기 전에 Fit-up 상태도 점검해야 합니다. 과도한 오정렬이나 일관되지 않은 조인트 간격은 조인트를 용접하기 전에 수정해야 합니다.
용접 기계, 케이블, 토치, 와이어 공급 시스템, 접지 장치 및 측정 장비는 작업 전에 검사해야 합니다.
다음 매개변수는 WPS에 따라 제어되어야 합니다.
용접 전류
아크 전압
이동 속도
와이어 이송 속도
입열량
예열온도
층간 온도
용접 순서
용접 패스 수
보호가스 유량
작업자는 승인 없이 승인된 용접 매개변수를 변경해서는 안 됩니다.
강철 구조물 제작에 사용되는 일반적인 용접 방법은 다음과 같습니다.
차폐 금속 아크 용접은 유연하며 다양한 제조 및 수리 응용 분야에 적합합니다. 작업자는 안정적인 아크, 적절한 전극 각도, 균일한 이동 속도 및 올바른 비드 배치를 유지해야 합니다.
가스 차폐 용접 방법은 작업 조건이 적절하게 제어될 때 높은 생산 효율성과 안정적인 용접 품질을 제공합니다.
바람, 습기, 오염, 불안정한 가스 흐름 등은 차폐 성능에 영향을 미치고 용접 불량을 유발할 수 있으므로 반드시 예방해야 합니다.
서브머지드 아크 용접은 일반적으로 조립된 H 형강, 박스 기둥, 무거운 빔 및 두꺼운 강판의 길고 직선 용접에 사용됩니다.
와이어 공급 속도, 플럭스 적용 범위, 용접 속도, 조인트 정렬 및 열 입력은 용접 공정 전반에 걸쳐 안정적으로 유지되어야 합니다.
용접하면 집중된 열이 발생하여 수축, 각도 변형, 굽힘 또는 뒤틀림이 발생할 수 있습니다.
용접 변형을 줄이기 위해 제조 팀은 다음을 사용할 수 있습니다.
균형잡힌 용접
대칭 용접
백스텝 용접
스킵 용접
다층 및 다중 패스 용접
제어된 용접 순서
임시 고정 장치 및 Strongbacks
사전 설정된 변형 보상
긴 용접은 열 분포를 고려하지 않고 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 연속 용접하는 것보다 승인된 용접 순서를 사용하여 완료해야 합니다.
각 용접 패스 후 슬래그, 스패터 및 표면 오염물은 다음 패스가 증착되기 전에 제거되어야 합니다.
두꺼운 판, 고강도 강철, 구속된 접합 또는 저온 작업 조건의 경우 예열이 필요할 수 있습니다. 예열 및 층간 온도는 WPS 및 프로젝트 요구 사항에 따라 제어되어야 합니다.
용접 후에는 먼저 용접 부위를 육안 검사를 받아야 합니다.
검사관은 일반적으로 다음 사항을 확인합니다.
표면 균열
다공성
언더컷
중복
불완전한 충전
과도한 강화
아크 스트라이크
불규칙한 용접 프로파일
과도한 스패터
눈에 보이는 융합 부족
용접은 일관된 프로파일을 가져야 하며 도면, WPS 및 해당 표준에 명시된 치수 및 외관 요구 사항을 충족해야 합니다.
사소한 표면 결함은 승인된 연삭 또는 용접 절차를 통해 수리할 수 있습니다. 심각한 결함은 용접 수리 전에 완전히 제거되어야 합니다.
프로젝트 검사 계획에서 요구하는 경우 내부 또는 표면 파괴 용접 결함을 식별하기 위해 비파괴 테스트를 수행할 수 있습니다.
일반적인 방법은 다음과 같습니다.
초음파 테스트
방사선 검사
자분 테스트
액체 침투 테스트
테스트 방법 및 검사 비율은 용접 유형, 구조적 중요성, 설계 요구 사항 및 적용 가능한 표준에 따라 다릅니다.
중요한 완전 관통 용접 또는 응력이 심한 접합부에는 지정된 경우 100% 테스트를 포함하여 더 높은 검사 비율이 필요할 수 있습니다.
검사에 실패한 모든 용접부는 승인된 수리 절차에 따라 평가 및 수리되어야 합니다. 그런 다음 수리된 부분을 다시 검사해야 합니다.
모든 강철 부품에 용접 후 처리가 필요한 것은 아닙니다. 특정 재료, 플레이트 두께, 조인트 구성 또는 서비스 조건에 따라 지정될 수 있습니다.
프로젝트 요구 사항에 따라 용접 후 처리에는 다음이 포함될 수 있습니다.
냉각 제어
수소 방출 처리
응력 완화 열처리
용접 연삭
표면 마무리
용접 발가락 개선
모든 열처리 매개변수를 적절하게 기록하고 제어해야 합니다.
조립은 개별 강철 부품을 배치하고 연결하여 완전한 구조 구성 요소를 형성하는 프로세스입니다.
일반적인 조립 구성요소는 다음과 같습니다.
H형 기둥
내장빔
상자 열
지붕 트러스
강철 프레임
괄호
플랫폼
계단
복잡하게 제작된 모듈
조립의 주요 목적은 최종 용접, 도장, 포장 및 배송 전에 완성된 구성 요소가 필요한 치수, 형상, 정렬 및 연결 조건을 충족하는지 확인하는 것입니다.
조립 영역은 깨끗하고, 수평이고, 안정적이어야 하며, 제작되는 부품을 수용할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다.
조립 플랫폼은 강철 또는 콘크리트로 만들어질 수 있습니다. 플랫폼은 부정확한 측정이나 부품 변형을 방지하기 위해 충분한 강도와 평탄도를 제공해야 합니다.
조립하기 전에 모든 구성 부품을 점검해야 합니다.
올바른 부품 번호
재료 사양
치수 정확도
절단 품질
구멍 위치
베벨 준비
용접 품질
직진도 및 평탄도
표면상태
허용할 수 없는 변형이 있는 부품은 조립하기 전에 수정해야 합니다.
일반적인 교정 방법에는 기계적 교정, 프레스 교정 및 제어된 화염 교정이 포함됩니다. 모든 수정 작업은 강철 손상을 방지하기 위해 승인된 절차를 따라야 합니다.
조립 도구 및 장비에는 다음이 포함될 수 있습니다.
포지셔닝 설비
클램프
잭
당기는 장치
레벨
줄자를 측정
레이저 장비
총 역
용접 게이지
모든 측정 장비는 교정되어야 하며 요구되는 정확도에 적합해야 합니다.
조립은 보조 세부 사항을 배치하기 전에 주요 참조를 설정하는 원칙을 따라야 합니다.
구성요소 유형에 따라 참조는 다음과 같습니다.
끝면
중심선
플랜지 표면
웹 중심선
대칭축
설계된 기준점
주요 부품은 적절한 고정 장치를 사용하여 조립 플랫폼에 안전하게 위치해야 합니다. 나머지 부품을 설치하기 전에 기준선과 방향을 확인해야 합니다.
나머지 부품은 승인된 제작 도면에 표시된 순서대로 설치해야 합니다.
조립하는 동안 팀은 다음 사항을 지속적으로 확인해야 합니다.
전체 길이
전체 너비와 높이
대각선 치수
웹 및 플랜지 정렬
수직성
병행
직각도
관절 간격
연결 위치
구멍 정렬
캠버 또는 사전 설정 변형
미세 조정을 위해 잭, 클램프, 웨지 및 당김 장치를 사용할 수 있습니다. 과도한 힘을 가하면 잔류 응력이나 영구 변형이 발생할 수 있으므로 피해야 합니다.
치수 공차는 승인된 도면, 프로젝트 사양 및 해당 제작 표준을 따라야 합니다.
부품이 올바르게 배치되면 최종 용접 전에 가용접을 사용하여 부품을 제자리에 고정할 수 있습니다.
가용접은 다음과 같아야 합니다.
호환되는 용접 소모품을 사용하세요
자격을 갖춘 용접공이 제작해야 함
길이와 강도가 충분할 것
균열 및 기타 결함이 없을 것
최종 용접을 방해하지 마십시오
승인된 용접 절차를 따르세요.
결함이 있는 가용접은 최종 용접 전에 제거해야 합니다.
가용접의 위치와 순서는 부품 이동을 방지하고 용접 왜곡을 제어하는 데 도움이 됩니다.
조립 후 전체 구성 요소의 치수 및 육안 검사를 받아야 합니다.
검사를 통해 다음 사항을 확인해야 합니다.
전체 구성 요소 치수
연결 위치
구멍 정렬
수직성과 직진성
대각선 차이
플랜지 및 웹 정렬
관절 간격
캠버
가용접 품질
부품 방향
검사 요구 사항을 충족하는 구성 요소는 최종 용접, 표면 준비, 코팅 또는 시험 조립을 진행할 수 있습니다.
요구 사항을 충족하지 않는 구성 요소는 조정, 수정 또는 분해 및 재조립해야 합니다.
최종 승인 후 각 구성 요소에는 프로젝트 번호, 구성 요소 번호, 설치 방향 및 기타 필수 식별 정보가 영구적으로 표시되어야 합니다.
완성된 부품은 적절한 지지대 위에 보관하고 변형, 충격 손상, 물 축적 및 부식으로부터 보호해야 합니다.
품질 관리는 최종 검사에만 국한되어서는 안 됩니다. 자재 입고, 절단, 용접, 조립, 표면 처리, 배송 전반에 걸쳐 구현되어야 합니다.
중요한 품질 관리 문서에는 다음이 포함될 수 있습니다.
재료 인증서
재료 추적성 기록
절단 검사 보고서
치수검사 기록
용접 절차 사양
용접사 자격 기록
용접 검사 보고서
비파괴 테스트 보고서
수리 기록
코팅 검사 보고서
최종 합격 기록
완벽한 문서화 시스템은 제품 추적성과 일관된 제조 품질을 보장하는 데 도움이 됩니다.
절단, 용접, 조립, 검사 및 장비 작동과 관련된 작업자는 적절한 교육, 기술 및 자격을 갖추어야 합니다.
용접 작업은 승인된 절차를 사용하여 자격을 갖춘 용접공이 수행해야 합니다.
정기 교육에는 다음이 포함되어야 합니다.
제작 절차
도면 해석
장비운영
품질 요구 사항
용접 제어
측정 방법
안전 절차
결함 예방
생산이 시작되기 전에 명확한 작업 지침과 기술 브리핑이 제공되어야 합니다.
절단기, 용접기, 리프팅 장비, 조립 설비 및 검사 장비를 정기적으로 유지 관리해야 합니다.
유지 관리에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.
기계 정확도 확인
전기 연결 검사
절단 노즐 및 용접 토치 청소
마모된 부품 교체
안전 장치 테스트
측정 장비 교정
유지 관리 활동 기록
장비는 사용 전 점검하고, 작동 후 세척하고, 적절하게 보관해야 합니다.
장비를 제대로 관리하지 않으면 치수 오류, 불안정한 용접 매개변수, 생산 지연 및 안전 위험이 발생할 수 있습니다.
철강 제조에는 고온, 전기 장비, 무거운 부품, 연기, 스파크 및 리프팅 작업이 포함됩니다. 따라서 포괄적인 안전 제어가 필수적입니다.
작업장은 다음을 갖추고 있어야 합니다:
소화기
용접 스크린
환기 및 연기 추출 시스템
비상구
경고 신호
접지 및 전기 보호 시스템
승인된 리프팅 장비
개인 보호 장비
작업자는 용접 헬멧, 보안경, 내열 장갑, 보호복, 안전화, 청력 보호구, 필요한 경우 호흡 보호구 등 적절한 보호 장비를 착용해야 합니다.
적절한 통제 조치를 취하지 않는 한 가연성 또는 폭발성 물질 근처에서 절단 및 용접 작업을 수행해서는 안 됩니다.
무거운 구성품은 검사된 리프팅 장비와 승인된 리프팅 절차를 통해서만 들어 올려야 합니다.
절단, 용접 및 조립은 강철 구조물 제조에서 밀접하게 연결된 단계입니다.
정확한 절단은 모든 구성 요소가 올바른 치수와 가장자리 조건으로 시작되도록 보장합니다. 제어된 용접은 안정적인 구조적 연결을 제공하고 결함과 변형을 최소화합니다. 정밀한 조립을 통해 완성된 구성요소가 승인된 도면과 일치하고 건설 현장에 효율적으로 설치할 수 있도록 보장합니다.
표준화된 절차, 자격을 갖춘 인력, 보정된 장비, 지속적인 검사 및 완벽한 품질 문서를 구현함으로써 철골 구조 제조업체는 제조 정확성, 구조적 신뢰성, 생산 효율성 및 프로젝트 안전을 향상시킬 수 있습니다.
잘 제어된 제작 공정은 개별 철골 구성요소의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 설치 어려움을 줄이고 공사 일정을 단축하며 완성된 철골 구조의 장기적인 성능을 지원합니다.
ZSJH Steel Group은 구조 설계, 세부 엔지니어링, 강철 절단, 용접, 조립, 표면 처리, 품질 검사, 포장 및 국제 배송을 포괄하는 통합 강철 구조 서비스를 제공합니다.
당사의 제조 솔루션은 산업 작업장, 창고, 물류 센터, 상업용 건물, 공공 시설, 강철 플랫폼, 대형 구조물 및 기타 국제 건설 프로젝트에 맞게 맞춤화될 수 있습니다.
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